一种基于线路变化新能源混合动力切换系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于线路变化新能源混合动力切换系统，包括：车辆承载重量测量单元用于测量或者采集车辆车轮承载的质量大小数值；道路坡度角检测单元用于采集采集路面倾角的变化数值；车辆行驶直线速度测量单元用于采集车辆行驶直线速度；车辆驱动转矩计算单元用于计算斜坡上车辆驱动转矩保持不变；电动驱动与燃油驱动判断单元，判断路面倾角变化或车辆承载重量变化时，车辆行驶直线速度保持不变所需车辆驱动转矩是否超出电动驱动预设的最大驱动转矩；混合动力切换控制器，控制电动驱动和燃油驱动的自动切换。本发明专利技术无需采用大量重复运作数据作为参考工况，实时根据行驶路况调节混合动力车辆的行驶模式，以达到最优的效率运行车辆。行车辆。行车辆。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线路变化新能源混合动力切换系统


[0001]本专利技术属于新能源
，具体来说，涉及一种基于线路变化新能源混合动力切换系统。

技术介绍

[0002]随着汽车工业的迅速发展，汽车保有量的持续增加，环境与能源危机的压力日益加剧，普及推广新能源汽车技术是我国解决环境能源问题的有效途径之一。混合动力汽车作为在新能源技术中由传统汽车向纯电动汽车过渡的关键环节，兼具内燃机和蓄电池两种车载能量源，使其具有相对传统车更好的燃油经济性和排放性能以及相对纯电动汽车更长续驶里程的优点，显示出巨大的应用潜力，成为世界各国汽车领域竞相研究的热点。而良好的整车控制策略或方法是实现混合动力汽车高经济性与低排放的关键，对于提高整车性能、降低成本具有重要的意义。但现有新能源混合动力切换系统缺乏实际运行线路的考量，导致满载的公交车上坡无力，长时间采用燃油经济性差。
[0003]在专利号为CN201310616549.9的中国专利中，公开了一种混合动力城市公交车控制方法，A1、构建行驶参考工况；A2、运用动态规划方法进行离线全局优化；
[0004]A3、将所得数据和控制参数下载到车辆主控制器；B1、选择行驶参考工况；B2、工况相似度判断；B3、切换控制策略。基于上述模糊控制规则最终得到公交车行驶过程中当实际道路工况或预测运行道路工况与所构建行驶参考工况不相符时的电机驱动转矩和制动转矩，进而求得发动机转矩，并发送到发动机控制单元和电动机控制单元分别控制发动机和电动机输出转矩，进而完成对整车进行控制。
[0005]现有专利中的缺陷在于，虽然实现了发动机控制单元和电动机控制单元分别控制发动机和电动机输出转矩，进而完成对整车进行控制。但需要公交车行驶路径的大量重复运作多次以后的数据作为参考工况，导致该方法只能适用于部分往复行驶重复路径的情况下使用，并无法实时通过路面或者路径的变化实现混合动力自由切换的效果。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的车辆行驶路径的大量重复运作多次以后的数据作为参考工况问题，本专利技术提供了一种基于线路变化新能源混合动力切换系统。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种基于线路变化新能源混合动力切换系统，包括车辆承载重量测量单元、道路坡度角检测单元、车辆行驶直线速度测量单元、车辆驱动转矩计算单元、电动驱动与燃油驱动判断单元和混合动力切换控制器；
[0009]车辆承载重量测量单元与车辆驱动转矩计算单元通讯连接，用于测量或者采集车辆车轮承载的质量大小数值；
[0010]道路坡度角检测单元与车辆驱动转矩计算单元通讯连接，用于采集前一时刻与当前时刻之间车辆行驶路面有无路面倾角的变化，同时采集路面倾角的变化数值；
[0011]车辆行驶直线速度测量单元与车辆驱动转矩计算单元通讯连接，用于采集车辆行驶直线速度；
[0012]车辆驱动转矩计算单元，用于计算当前车辆驱动转矩保持上一时刻驱动转矩运行速度时，车辆所需提供的车辆驱动转矩；
[0013]电动驱动与燃油驱动判断单元，判断路面倾角变化或车辆承载重量变化时，车辆行驶直线速度保持不变所需车辆驱动转矩是否超出电动驱动预设的最大驱动转矩；
[0014]混合动力切换控制器，控制混合动力驱动过程中，电动驱动和燃油驱动的自动切换。
[0015]进一步地，采集车辆车轮承载的质量大小数值，通过在车轮与车身承重轴之间的减震杆上设置位移传感器，位移传感器测量减震杆的压缩距离数值与车辆空载的压缩距离数值作比，得到其承重重量之比，获取车辆车轮承载的质量大小数值。
[0016]进一步地，采集前一时刻与当前时刻之间车辆行驶路面有无路面倾角的变化，通过在车辆底部或者前后两端设置的角度传感器，测量路面与水平面的倾角，得到路面倾角数值。
[0017]进一步地，采集车辆行驶直线速度，通过在车辆上设置速度传感器实时检测车辆行驶直线速度。
[0018]进一步地，驱动轮的转矩平衡计算公式为：
[0019][0020]式中，M
t
为车辆的驱动转矩；f为滚动阻力系数；J
W
为车轮的转动惯量；为离合器输入端的转动惯量；为离合器输出端的转动惯量；i0为主减速器速比；η0为主减速器传动效率；i
c
为电机减速器速比；η
c
为电机减速器传动效率。
[0021]进一步地，电动驱动与燃油驱动判断单元的具体判断方法包括步骤：
[0022]S1、车辆承载重量测量单元采集车辆在行驶过程道路倾角变换；或者乘客上下导致的车轮承载重量变化；
[0023]S2、道路坡度角检测单元实时采集车辆行驶过程中行驶路面与水平方向的角度变化；
[0024]S3、车辆行驶直线速度测量单元采集车辆上一时刻行驶直线速度；
[0025]S4、通过驱动轮的转矩平衡计算公式，计算出上一时刻驱动轮的转矩数值；
[0026]S5、电动驱动最大驱动轮的转矩数值是否大于上一时刻驱动轮的转矩数值，若大于，则进入步骤S6，若小于或等于，则进入步骤S7；电动驱动最大驱动轮的转矩数值由车辆电池输出的最大功率可转换为车轮的转动惯量；进而求得电动驱动最大驱动轮的转矩数值。
[0027]S6、电动驱动模式不需要切换为燃油驱动模式；
[0028]S7、电动驱动模式立即切换为燃油驱动模式。
[0029]进一步地，混合动力切换控制器的切换方法包括步骤：
[0030]S10、当电动驱动与燃油驱动判断单元检测到电动驱动最大车辆驱动转矩无法驱动车辆下一时刻以当前运行速度行驶时；
[0031]S20、连通燃油发动机，启动燃油驱动模式驱动车辆；
[0032]S30、启动燃油驱动模式驱动车辆后，再切断锂电池连接的电动驱动系统。
[0033]本专利技术相比现有技术，具有如下有益效果：
[0034]通过采集车辆在行驶过程中因为路面坡度、车身承载重量和行驶速度的变化导致车辆驱动转矩的增加，而超过电动驱动的最大输出功率(输出功率与驱动转矩的相互转换)，导致电动驱动模式无法提供车辆的正常行驶(下一时刻的行驶速度与无法保持与当前行驶速度持平)。与现有技术相比，无需采用大量重复运作数据作为参考工况，实时根据行驶路况调节混合动力车辆的行驶模式，以达到最优的效率运行车辆的同时，防止电动驱动无法保证车辆的正常行驶；通常只要车辆驱动转矩计算单元计算出下一时刻车辆可以保持当前的运行速度时，即车辆驱动转矩所需驱动功率小于电动驱动的最大输出功率即可切换到电动驱动模式驱动车辆。
附图说明
[0035]图1为本专利技术一种基于线路变化新能源混合动力切换系统的结构框图；
[0036]图2为行驶在一定坡度的路面上的公交车沿直线行驶时的受力分析图；
[0037]图3为本专利技术电动驱动与燃油驱动判断单元的具体判断方法流程图；
[0038]图4为本专利技术混合动力切换控制器的切换方法的流程图。
[0039本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线路变化新能源混合动力切换系统，其特征在于，包括车辆承载重量测量单元、道路坡度角检测单元、车辆行驶直线速度测量单元、车辆驱动转矩计算单元、电动驱动与燃油驱动判断单元和混合动力切换控制器；车辆承载重量测量单元与车辆驱动转矩计算单元通讯连接，用于测量或者采集车辆车轮承载的质量大小数值；道路坡度角检测单元与车辆驱动转矩计算单元通讯连接，用于采集前一时刻与当前时刻之间车辆行驶路面有无路面倾角的变化，同时采集路面倾角的变化数值；车辆行驶直线速度测量单元与车辆驱动转矩计算单元通讯连接，用于采集车辆行驶直线速度；车辆驱动转矩计算单元，用于计算当前车辆驱动转矩保持上一时刻驱动转矩运行速度时，车辆所需提供的车辆驱动转矩；电动驱动与燃油驱动判断单元，判断路面倾角变化或车辆承载重量变化时，车辆行驶直线速度保持不变所需车辆驱动转矩是否超出电动驱动预设的最大驱动转矩；混合动力切换控制器，控制混合动力驱动过程中，电动驱动和燃油驱动的自动切换。2.根据权利要求1所述的一种基于线路变化新能源混合动力切换系统，其特征在于，采集车辆车轮承载的质量大小数值，通过在车轮与车身承重轴之间的减震杆上设置位移传感器，位移传感器测量减震杆的压缩距离数值与车辆空载的压缩距离数值作比，得到其承重重量之比，获取车辆车轮承载的质量大小数值。3.根据权利要求1所述的一种基于线路变化新能源混合动力切换系统，其特征在于，采集前一时刻与当前时刻之间车辆行驶路面有无路面倾角的变化，通过在车辆底部或者前后两端设置的角度传感器，测量路面与水平面的倾角，得到路面倾角数值。4.根据权利要求1所述的一种基于线路变化新能源混合动力切换系统，其特征在于，采集车辆行驶直线速度，通过在车辆上设置速度传感器实时检测车辆行驶直线速...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹迁，
申请(专利权)人：北京富国环球科技有限公司，
类型：发明
国别省市：